Электродный котел для отопления частного дома

Система отопления небольшого загородного коттеджа – дело непростое. Вариантов много, но придется выбирать оптимальный. Самый экономичный и дешевый – газовый котел с трубной разводкой и радиаторами. Но не во всех загородных поселках проходит газовая труба.

Конструктивные особенности

С конструктивной точки зрения такой котел – это небольшая цельнометаллическая труба с полиамидным напылением (оно выполняет функцию изолятора). К корпусу подсоединены ввод и вывод теплоносителя, а также клеммы питания. С одной стороны в трубу вставляется набор изолированных электродов, в то время как другая герметично запаяна.

Котел электродный

Рассмотрим технические параметры заводских моделей.

  1. Длина – до 60 см, диаметр – не более 32 см.
  2. Мощность может варьироваться между 2 и 50 кВт, другими словами, котлы способны отапливать помещение площадью до 1500 м².
  3. Также они могут быть одно- и трехфазными. В первом случае подразумеваются маломощные приборы, используемые в частных домах, во втором – котлы с высокой производительностью, предназначающиеся для объектов промышленного типа.
  4. Оптимальное значение потребления энергии достигается при температуре рабочей жидкости в 75ᵒС. Если показатель выше, то потребление энергии увеличивается, а если ниже, то оно, соответственно, снижается (при минусовых температурах показатель теплопроводности у жидкости ухудшается).

    Принцип работы электродного котла. Сравнение электродного и тенового котлов

По способу подачи теплоносителя ионные приборы могут быть двух типов:

  • открытые системы характеризуются тем, что нагретая жидкость движется естественным путем, передает тепло и направляется обратно в теплогенератор;
  • в закрытых же имеются специальный насос и расширительный бак – они необходимы для начального этапа прогрева рабочей жидкости.

    Обвязка котла

Базовое устройство и принцип действия электродного котла

Некоторым читателям будет намного проще понять устройство и принцип работы электродного котла, если они вспомнят незамысловатый способ быстрого кипячения воды с помощью нехитрого приспособления. В студенческих общежитиях, где за соблюдением запретов иметь электрические нагреватели строго следили коменданты, такое устройство было спрятано, наверное, в каждой комнате. Это кабель, на одном конце  которого установлена вилка для подключения к сети. А на другом – два бритвенных лезвия, закрепленных тем или иным способом, но обязательно так, чтобы между ними оставался небольшой просвет. Вместо лезвий, применялись и другие металлические пластинки: в армейских казармах, например, в дело часто шли подковки для сапог. Суть от этого не менялась.

«Студенческий кипятильник» – это самая доходчивая демонстрация принципа действия электродного котла

После опускания такой «сборки» в воду и подключения к сети 220 вольт происходил очень быстрый нагрев воды. Ждать приходилось недолго – закипание стакана занимало меньше минуты. Этот же принцип используется и в электродных, или, как их еще часто называют, ионных котлах.

Предупреждение: подобные эксперименты – весьма опасны, и повторять их не следует. Велика вероятность получения электрической травмы или возникновения пожароопасной ситуации от короткого замыкания. В наше время – предостаточно миниатюрных кипятильников заводского производства.

В чем же здесь дело, за счет чего осуществляется столь быстрый нагрев? Чтобы понять принцип, необходимо вспомнить некоторые физические законы.

Даже обычная вода (если, конечно, не брать во внимание дистиллированную) обладает электролитическими качествами – растворенные в ней вещества приобретают ионную структуру, то есть совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц. Если опустить в такую среду два электрода постоянного тока, то начнётся направленное движение ионов: отрицательно заряженных (анионов) – к положительному проводнику (катоду), и положительных (катионов) – к аноду. Этот процесс называется электролизом.

Но в нашем случае используется переменное напряжение с частотой 50 Гц. Это означает, что полярность погруженных в воду электродов меняется со скоростью 50 раз в течение секунды. Естественно, движение ионов в таких условиях не направленное, а превращается в колебательное, со сменой направления с такой же частотой. Так как подобные колебания происходят в достаточно плотной водяной среде, оказывающей существенное сопротивление движению, энергия перемещения превращается в тепловую. В пространстве между электродами происходит очень быстрый нагрев, который и приводит к закипанию воды.

Точно так же работает и электродный котел, только выработанная тепловая энергия уже передается потоком теплоносителя по точкам теплообмена – радиаторам. Во всех остальных типах электрических котлов в качестве «передаточного звена» выступают те или иные металлические детали.  Это может быть трубчатый корпус ТЭНа, лабиринт внутренних каналов или сам корпус – в приборах индукционного типа. В лбом случае,  теплоноситель прогревается только за счет прямой теплопередачи. А вот в электродной схеме такого «посредника» нет в принципе – нагревается сама жидкая среда, находящаяся в данный момент между погруженными в нее проводниками.

Говорят, и это похоже на правду, что подобная технология была перенесена в быт человека из военной промышленности – именно так обеспечивается нагрев воды для отопления отсеков подводных лодок и надводных кораблей. В пользу этого говорит сочетание необходимых качеств – компактности, быстродействия, эффективности, пожаробезопасности.

Небольшое отступление, чтобы не возвращаться к проблемам терминологии. Электродные котлы иногда называют ионными – почему, наверное, понятно. Однако, иногда производители делают упор на именно такой формулировке, пытаясь провести некую границу между этими двумя понятиями. Мотивируют они тем, что в их приборах реализовано высокоточное управление на уровне «количества и качества ионов», участвующих в процессе нагрева. Это можно воспринимать в качестве рекламного хода или относится к этому всерьёз – в любом случае, такое управление возлагается на какой-либо блок электроники и требует применения точно выверенного состава электролита-теплоносителя. Но принцип действия самой схемы нагрева – от этого ничуть не меняется. Так что не будет большой ошибкой использовать любую из этих двух формулировок.

Читайте также:  Водяной теплый пол своими руками: устройство, схема, материалы

А вот название «катодный» или «анодный» котел – совершенно не корректное, так как в режиме постоянного напряжения подобная схема попросту неработоспособна.

Наполнение системы теплоносителем

Наполнители отопления могут иметь различные характеристики. Самый простой пример теплоносителя — это вода. Считается самым экономичным вариантом, при этом она обладает замечательным коэффициентом теплообмена. Минусом воды является возможность её замерзания.

Прекрасной альтернативой воде, как наполнителю считаются жидкости с пониженной точкой кристаллизации и замерзания жидкости. Простым примером является автомобильный антифриз, с температурой замерзания до минус 30 градусов Цельсия. Ниже этих температур антифриз использовать не рекомендуется.

В условиях Крайнего Севера роль теплообменного наполнителя выполняет масло из нефтепродуктов, с границами загустения минус 55–60 градусов по Цельсию. Какую жидкость использовать в котле выбор индивидуальный. Заливать её стоит через специальные технические отверстия отопительной системы и поддерживать необходимый уровень в процессе эксплуатации.

Конструктивные составляющие электрического теплогенератора

Электрокотёл собранный своими руками, чаще всего, представляет собой ёмкость типа металлической трубы. Основным элементом такого теплогенератора является ТЭН. Использование дополнительного оборудования – датчиков и регуляторов – облегчает эксплуатацию самодельного агрегата и повышает уровень его безопасности.

Наиболее простым вариантом является установка ТЭНа непосредственно в отопительную систему. Основные требования в данном случае – труба, в которой монтируется ТЭН,  выполняется съёмной и должна иметь больший диаметр, чем остальные трубы. Возможность снимать трубу пригодится в случае необходимости замены нагревательного элемента.

Внимание! Обеспечить эффективную эксплуатацию системы может только отдельно стоящий агрегат.

Электрический котёл, предназначенный для обогрева небольшого дома с двумя-тремя комнатами, может изготавливаться из отрезка стальной трубы длиной 500 мм и диаметром 219 мм. С обеих сторон труба заваривается стальными крышками. Верхняя крышка должна иметь отверстие, предназначенное для подсоединения трубы отопительной системы, по которой горячий теплоноситель поступит к радиаторам. Для охлаждённой воды, поступающей из обратной трубы, отверстие предусматривается внизу сбоку аппарата.

Сам ТЭН в самодельный теплогенератор монтируется либо на нижней крышке, либо внизу сбоку. Нагреватель в последнем случае должен устанавливаться с противоположной стороны от патрубка, служащего для поступления остывшей воды.

Чертежи для сбора котла своими руками выбираются в зависимости от предпочтённой конструкции, должен быть оснащён следующими элементами:

  • расширительным бачком;
  • циркуляционным насосом;
  • предохранительным клапаном;
  • фильтрами.

При решении вопроса, как сделать электрокотёл своими руками, следует уделить особое внимание установке автоматики, которая поможет решить вопросы экономии электроэнергии и повышения безопасности работы электрооборудования.

Достоинства и недостатки самодельных электрокотлов для отопления

Самодельные электрокотлы для отопления обладают очевидными плюсами:

  • Дешевизна.
  • Простота сборки и эксплуатации.
  • Возможность подобрать индивидуальные характеристики, подходящие для Вашего помещения.

С другой стороны есть и минусы:

  • Повышенная пожароопасность.
  • Низкая энергоэффективность.
  • Необходимость иметь навыки электрика и токаря для изготовления качественного котла.

Таким образом, самодельные электрокотлы для отопления имеют смысл в изготовлении, если Вы остро нуждаетесь в средстве обогрева помещения и нет соответствующих финансовых возможностей. В иных случаях, мы рекомендуем Вам приобретать электронагревательные котлы отечественного производства, имеющие наилучшее соотношение цены и качества.

Поделиться:

Сборка электрокотла

Чтобы сделать котел своими руками, необходимо к процессу подготовится.

Для этого понадобится:

  • Труба диаметром 219 мм.
  • Металлический лист толщиною 4-5 мм.
  • Труба диаметром 25 мм и 50 мм.
  • Штуцера под термометр и манометр.
  • Сварочный аппарат, болгарка, рулетка, карандаш (мел), электроды.

Из трубы диаметром 219 мм вырезается отрезок длиною 500 мм. В нем с двух концов делаются отверстия под трубу 25 мм. Отверстия могут располагаться на одной стороне (по одной линии) или с двух противоположных. Второй вариант лучше, потому что эти отверстия являются местами соединения патрубков для двух контуров системы отопления: подающего и обратного. При их расположении по диагонали происходит более эффективный нагрев теплоносителя.

В самодельном приборе вырезается еще одно отверстие с боку снизу. Это место для установки ТЭНа. К нему необходимо приварить трубу диаметром 50 мм с внутренней резьбой. Если резьбу нарезать невозможно (тонкая стенка), тогда придется приварить переходник. Из трубы 25 мм вырезаются пять отрезков по 5-10 см. Три из них будут использованы для ножек электрического котла, две для патрубков системы отопления.

Из металлического листа своими руками вырезаются два блина диаметром 231 мм (это 219 мм плюс две толщины стенки трубы по 6 мм). Один из блинов приваривается с одного края будущего электрического котла. Второй необходимо предварительно подготовить. Это будет верхняя крышка прибора, поэтому в нем делаются отверстия под штуцера термометра и манометра. После чего крышку можно приварить к электрическому котлу отопления.

Рис. 3 Простейшая конструкция

Самодельный электрический котел. Легкий способ его сделать самому

Мы хотим предложить вашему вниманию самодельный электрический котел для тех, кого не устраивают по различным причинам заводские котлы из магазинов. Обстоятельства у каждого могут быть свои.

Причина может быть, как ценовая (экономичнее самим сделать), так и техническая или просто у человека умелые руки, и он сам хочет сделать электрический котел своими руками.

А кто-то понимает, что починить заводской котел будет сложно из-за ТЭНов, находящихся снизу и других различных заводских заморочках, разобраться в которых не всегда просто. 

Читайте также:  Бесплатные киловатты: как выбрать солнечную батарею для дома?

Мы предлагаем сделать электрический котел самим. Он вас сможет порадовать своей простотой в изготовлении и обслуживании, легкой заменой ТЭНа. К тому же, вы по своему желанию сможете усовершенствовать управление системой отопления.

Конструкция самодельного электрического котла несложная, но производительность тепла такая же, как у магазинных котлов. Если вы уверены в себе, то приступайте к изготовлению электрического котла и не забудьте про заземление.

Иначе можно получить сильный разряд током (если у вас не будет в доме заземления).

Что для изготовления самодельного котла необходимо:

  • цилиндрический котел объемом примерно 3 — 4 литра или труба с заглушками плоскими сверху и снизу;
  • три патрубка размером под ваши трубы;
  • ТЭНы;
  • гайки;
  • воздухоотводчик автоматический сверху;
  • кран шаровой снизу (для слива жидкости из котла при необходимости).

В готовом самодельном электрическом котле, либо сваренном из цилиндра с заглушками, нужно сделать отверстия и наварить на них гайки для соединения с трубами. В нижней части котла вварить патрубок с краном для слива жидкости. Таким образом, у вас получится котел с подачей, обраткой и заполнением котла. Сверху три муфты для монтажа электрических ТЭНов и воздухоотвода. Котел трехфазный. Все управление котла выведено наружу в отдельную коробку. Для удобства в аварийном порядке можно даже вывести напрямую (хотя мы не рекомендуем этого делать).

Куда ставить ТЭНы сверху или снизу выбирать вам. Оба варианта имеют место быть. Есть плюсы и минусы в обоих случаях. Снизу ТЭН неудобно менять, но он защищен от воздуха. Сверху ТЭН легко менять, но нужен воздухоотводчик автоматический сверху. В электрическом котле, когда ТЭНы стоят вверху, то и воздух скапливается сверху.

Совет

Но риск от перегрева ТЭНов без воды убирается тем, что муфты сверху 32-е обрезаны до 20 мм. Тем самым получается короче воздушный карман. К тому же сверху стоит воздухоотводчик автоматический для выхода скопившегося воздуха. Оставшийся воздух втягивается по магистрали трубопровода.

Самодельный электрический котел. Легкий способ его сделать самому

Таким образом, решается задача безопасности котла и устранение возможного перегрева из-за воздуха вверху котла.

Механизм смены ТЭНа в самодельном электрическом котле где ТЭНы сверху. Преимущество

Работа горячего котла останавливается, закрывают краны подачи и обратка. Вода остывает, жидкость уменьшается в объеме, давление падает. ТЭНы выкручиваем, вынимаем. Взамен сгоревшего ТЭНа вставляем новый. Потеря теплоносителя системы минимальная практически никакой нет.

Если ТЭНы стоят снизу, то вы сами понимаете, что придется сливать через нижний кран всю жидкость из сосуда. Это очень неудобно и потребуется добавить Незамерзайку в котел.

За годы работы самодельного котла редко требуется замена ТЭНа. Мощность ТЭНов подбираете самостоятельно. Можно установить реле времени для работы ТЭНа во время дешевых тарифов на электроэнергию.

Описанный самодельный электрический цилиндрический котел рекомендуется использовать, как дополнительный в качестве поддержки теплосистемы в загородных домах и дачах. А если основной, то нужно установить в нем предельный и рабочий термостаты. Один из них поддерживает температуру на нужном уровне, другой не дает закипеть котлу если будет сбой в автоматике.

В качестве основного котла лучше использовать другой котел на основе описанного выше, но модернизированный. Усовершенствованный котел сваривается из трех и более цилиндрических труб параллельно друг другу. На средний дом или дачу хватит 3-х таких звеньев. В каждом цилиндре находится ТЭН.

ТЭНы так же вставляются сверху. Снизу слив воды. В котле вы так же можете изменить управление. Добавить предельный термостат, контрольно-измерительные приборы. И в этот котел вы можете встроить систему DSM-модуль Кситал включить и выключить модуль по смс.

Такое управление очень удобно: когда вас нет вы можете уменьшить температуру до 5 — 7 градусов тепла, а по возвращению домой или на дачу послать смс и повысить температуру котла для того чтобы дом нагрелся к вашему приходу до 16 градусов тепла и выше. Это очень удобно для дач и загородных домов.

Вы экономите свои ресурсы в то время, когда вас нет в здании.

В целом самодельный электрический котел полностью устраивает тех, кто им уже пользуется. Он зарекомендовал себя с положительной стороны как в работе, так и в обслуживании. Если у вас есть желание и возможность, то можете попробовать смастерить электрический котел сами.

Видеодемонстрация  безопасности электрокотлов отопления индукционного типа

Подводя краткий итог публикации, можно еще раз подчеркнуть, что с точки зрения экономичности эксплуатации первое место безоговорочно занимают котлы индукционного принципа действия. Цены на них – высоки, но с учетом длительности безаварийной работы, отсутствия необходимости ремонтных и профилактических работ, простоты установки и управления, низкого потребления электроэнергии – это пожалуй — самый оптимальный вариант.

Электрокотел своими руками

  • Электрокотел от А до Я
  • Преимущества и недостатки устройства
  • Инструменты и расходные материалы
  • Пошаговая инструкция
  • Соблюдение техники безопасности

Электрокотел от А до Я

Прежде чем разобраться, как самому смонтировать и ввести в эксплуатацию электрокотел для отопления, следует выяснить, что же собой представляет данный прибор. Если говорить коротко, то это металлическая емкость, внутрь которой помещен электронагревательный элемент.

Отметим, что форма котла может быть любой, на ваше усмотрение, а его мощность варьируется от 220 В до 380 В. Первая разновидность чаще применяется в жилых помещениях, в то время как котел на 380 В может обогреть значительную площадь — а это значит, что его целесообразно ставить, как часть отопительной системы в коммерческой недвижимости.

Электрокотел своими руками

Когда речь идет о самодельном котле для отопления, то подразумеваются две разновидности такого агрегата. Электрокотел может быть ТЭНовым или электродным. Обратите внимание, что функциональность и качество работы самодельного отопительного прибора не будут уступать фабричным аналогам.

Читайте также:  Как слить воду из газового котла

Возможно, вы слышали об индукционных электрокотлах, которые прогревают теплоноситель, пользуясь магнитным полем. Изготовить эту разновидность отопительного прибора самому не представляется возможным.

Важно: какую бы разновидность электрокотлов вы ни решили изготовить в домашних условиях, крайне важно позаботиться о наличии заземления. В противном случае, вы и ваши домочадцы рискуете получить серьезный удар током. Если вы не уверены в своих практических навыках и уровне подготовки, лучше не браться за изготовление котла отопления самостоятельно. Любая ошибка при сборке и монтаже данного агрегата чревата тем, что вы получите неисправный прибор и спровоцируете возгорание проводки.

Виды и принцип работы

Решив сделать электрокотел для отопления дома своими руками, нужно разобраться в разновидностях таких приборов. Можно изготовить электродный и индукционный вид котлов. Существуют и другие разновидности, но они являются лишь модификациями этих основных видов. Второе название электродного котла – ионный агрегат. Его так называют, потому что в устройстве электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Электродный котел

Самодельный электродный нагреватель имеет компактные размеры, поэтому легко закрепляется на трубе и не нуждается в отдельном месте для установки на полу или навешивания на стене. Для большей прочности и безопасности его закрепляют на двух саморезах, но при желании можно их не использовать.

Внешне вся конструкция выглядит как отрезок трубы протяженностью 400 мм. С одной стороны труба наглухо заварена, а с другой из нее торчит стальной стержень. Сбоку или в одном из торцов установлен патрубок для циркуляции теплоносителя по трубам.

Тэновый котел, сделанный своими руками, процесс изготовления которого мы описали выше, должен иметь два патрубка сбоку для подключения обратного и подающего трубопровода с циркулирующим теплоносителем.

Виды и принцип работы

Существует несколько вариантов расположения этих патрубков:

  1. Один отрезок трубы может быть установлен в торцевой части прибора, а другой приваривается к отверстию в боковой части. Таким образом, он устанавливается перпендикулярно к оси первого патрубка.
  2. Второй вариант крепления подразумевает установку двух патрубков в боковой части агрегата. Получается, что оба трубных отвода устанавливаются параллельно друг другу, но перпендикулярно в отношении основной емкости нагревателя.

Самодельный нагреватель имеет следующий принцип работы:

  • в составе теплоносителя постоянно циркулируют положительно и отрицательно заряженные частицы (которые называются аноды и катоды);
  • при подаче напряжения ионы устремляются к электродам с противоположным зарядом;
  • поскольку полярность электродов постоянно меняется с частотой 50 раз в секунду, ионы движутся то в одну, то в другую сторону;
  • такое хаотичное движение ионов вызывает трение частиц и их нагревание (из-за этого температура теплоносителя повышается).

Сделав электрокотел для отопления своими руками, стоит не забывать, что у него есть свои недостатки. Минусы связаны с тем, что тепловой носитель постоянно пребывает под напряжением, поэтому перед подачей в отопительный контур его тщательно очищают от солей и других примесей, которые могут оседать на стенках трубопроводов и нагревательном элементе.

Внимание! В системах с электрокотлами запрещено использовать антифриз в качестве теплоносителя. Для этих целей применяют очищенную воду.

Индукционный агрегат

Принцип работы электрических агрегатов индукционного типа основан на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля, которое формируется электротоком.

Электрический двухконтурный котел для водоснабжения и отопления дома

В составе этих приборов есть следующие составные части:

Виды и принцип работы
  • катушка;
  • корпус нагревателя;
  • сердечник (здесь и происходит нагрев теплоносителя);
  • утеплитель.

В котлах индукционного типа тепловой носитель не пребывает под напряжением, как в агрегатах электродной разновидности. Это обеспечивается полной изоляцией жидкой среды от элементов, проводящих электричество.

Обмотка катушки из меди подключается к сети через систему автоматики. После этого в катушке формируется магнитное поле, которое разогревает трубу, выполняющую функции сердечника. Поскольку внутри него циркулирует теплоноситель, тепло сразу передается жидкости. В процессе работы корпус прибора не нагревается. Для этого в конструкции корпуса предусмотрена прослойка специального утеплителя.

Сам сердечник имеет изогнутую конфигурацию, чтобы обеспечить более длительное прохождение теплоносителя по этому участку с целью его достаточного нагрева. Срок службы индукционного котла доходит до 25 лет. Ломаться в этом агрегате просто нечему, поэтому он прослужит до тех пор, пока трубу сердечника не испортит коррозия.

Где установить и как

Подключение электрического котла к системе отопления отличается простотой и это еще одна причина, почему такие теплогенераторы пользуются спросом. Большое значение здесь имеет напряжение, ориентируясь на которое, нужно правильно рассчитать схему установки и выбрать подходящую именно вам модель (чем отличаются конкретные модели, вам объяснит консультант в магазине или можно узнать из видео нашего сайта).

Разные модели имеют разную мощность, которая влияет на то, какая им будет нужна линия. По этому критерию сегодня выделяется два вида электрокотлов: напольные и настенные. Первый вид отличается высокой мощностью (более 60 кВт), второй, соответственно, меньшей (от 5 до 60 кВт).

Важно: для электрогенератора любого типа мощностью более 12 кВт необходима трехфазная сеть. В остальных случаях достаточно двухфазной. Кроме того, при установке нижний патрубок должен располагаться ниже радиатора, чтобы вода (масло или антифриз) не задерживалась в системе.

Что касается места установки, это может быть любая комната, главное, чтобы к устройству всегда был обеспечен беспрепятственный доступ. Однако, как показывает практика, чаще всего для этого выбирают кухню либо какое-то . Гораздо важнее отсутствие на стене, где будет висеть котел, горючих материалов. Если вы сомневаетесь, что всё поняли правильно, советуем найти подходящее видео и проверить эту информацию на наглядном примере.